油田三采表活劑重烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用分析

魏傳穎

（大慶油田化工集團(tuán)東昊分公司表活劑廠磺化二車間，黑龍江大慶 163000）

石油是我國工業(yè)生產(chǎn)中的重要能源，對(duì)當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)有重要作用。當(dāng)前工業(yè)建設(shè)速度加快，對(duì)石油資源的需求量不斷提升，石油資源開采工作越發(fā)復(fù)雜，難度也隨之加大。結(jié)合現(xiàn)狀，石油資源工作進(jìn)展艱辛，只有創(chuàng)新技術(shù)手段才可以改變現(xiàn)狀，才能夠提高石油開采率為社會(huì)提供資源，保證石油生產(chǎn)，利用重烷基苯磺酸鹽來提高石油的整體開采質(zhì)量，對(duì)新時(shí)期的石油資源開發(fā)有重要作用。

1 三次開采概述

石油能源逐漸枯竭，成為當(dāng)前人們重點(diǎn)關(guān)注能源，作為重要的工業(yè)資源對(duì)我國工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)有諸多作用。當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)速度加快，對(duì)石油資源的需求量不斷加大，石油的開采存在諸多問題。當(dāng)前很多油田開采達(dá)到尾端，可采量非常少，即便采出石油，大部分含有液體量超過90%，品質(zhì)下降，影響供應(yīng)。為進(jìn)行油田采油開采，人們不斷開采、挖掘，實(shí)際成本不斷上升，但是開采質(zhì)量難以保證。

傳統(tǒng)的開采方式為一次開采和二次開采，這兩次采油的產(chǎn)出量是原油地質(zhì)儲(chǔ)量的35%，開采不徹底。對(duì)于如何大幅度提高原油的采出量，保證石油產(chǎn)量，促進(jìn)石油資源的可持續(xù)開采，人們研究三次開采的同時(shí)對(duì)其配套技術(shù)進(jìn)行分析、研究，創(chuàng)新出三次開采配套的技術(shù)。

三次采油體系需要借助外界物質(zhì)的參與，加入堿和表面活性劑等組成三元復(fù)合驅(qū)對(duì)提高石油采收率有重要作用，使用范圍非常廣，是具備優(yōu)良性能的一種方式。表面活性劑本身特性特殊，影響原油的界面張力、驅(qū)油效率等，能夠直接反應(yīng)，提高石油的開采質(zhì)量。因此驅(qū)油表面的活性劑研究成為熱點(diǎn)，這個(gè)方面設(shè)置成為一個(gè)附加產(chǎn)業(yè)化。原油的開采中，三次采油是重要的環(huán)節(jié)，對(duì)油田開采有重要的幫助。

當(dāng)前油田開采過程中，多使用三次開采方式進(jìn)行三個(gè)階段的開采作業(yè)，其中包含初次開采、注水開采、強(qiáng)化開采三個(gè)方面，具體表現(xiàn)在：

1）油田初次采集是在準(zhǔn)備好一切的基礎(chǔ)上，進(jìn)行油田的初次開采工作，主要是對(duì)油田的原油資源類的實(shí)際開采，能夠提高石油的開采效率。

2）初次采集過程中，效率較低，為10%～20%?？梢钥闯鲑|(zhì)量一般，且沒有得到預(yù)期的效果；二次開采是第一次的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行，其效率高于第一次，油田二次開采是對(duì)第一次開采的強(qiáng)化，在第一次開采的基礎(chǔ)上，得到剩余部分石油資源，此時(shí)為保證地層的壓力，使用注水方式來開采，注水開采可以在第一階段的基礎(chǔ)上提升10%～20%，因此實(shí)際的基礎(chǔ)采油效率應(yīng)該達(dá)到40%左右。

3）第三階段的開采很關(guān)鍵，第三階段是強(qiáng)化階段，強(qiáng)化階段是石油開采的重要過程，第三階段能夠明確石油開采的整體質(zhì)量，提高石油開采量。強(qiáng)化開采要借助先進(jìn)手段，加入物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，得到石油資源，一般使用表面活性劑、氣體混相驅(qū)采油技術(shù)混合，才可以提高開采質(zhì)量。強(qiáng)化石油開采階段，采取三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)來得到石油，因此該材料的使用至關(guān)重要，在很大程度上提高了油田的開采效果。

2 三元復(fù)合驅(qū)

2.1 技術(shù)概述

原油采收率是原油與原油地質(zhì)儲(chǔ)量對(duì)比參數(shù)，實(shí)際需要考慮驅(qū)油效率、波及效率兩個(gè)因素。在計(jì)算與分析中，可以用以下公式來表示：

式（1）中，ER，ED，EV分別表示原油的采收率、驅(qū)油效率、波及效率。

三元復(fù)合驅(qū)的構(gòu)成也被簡(jiǎn)稱為APS 體系，構(gòu)成是堿A 混合表面活性劑S、聚合物P 三種。當(dāng)人們開采石油時(shí)，可以從兩個(gè)方面入手提高石油開采的質(zhì)量，從降低油水間的界面張力和擴(kuò)大波及面積，可以看出在石油開采方面具備諸多優(yōu)勢(shì)，和單一組分相比，這種復(fù)合形式可以取得更理想的效果，通過表面活性劑降低油水界面張力，同時(shí)也可以在一定程度上提高驅(qū)油效率，實(shí)現(xiàn)高效開采的目的。

2.2 三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的發(fā)展

三次采油化學(xué)驅(qū)技術(shù)在石油開采中的使用比較早，1979年原石油工業(yè)部對(duì)三次采油技術(shù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)三次采油技術(shù)能夠在一次與二次的基礎(chǔ)上，得到更多的資源。該技術(shù)被確認(rèn)之后，列為我國油田開發(fā)的十大科技之一，專家們積極合作，與國外團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究，通過引進(jìn)技術(shù)發(fā)展石油采油技術(shù)，在這一時(shí)期，采油技術(shù)得到高速發(fā)展。1982年，技術(shù)人員對(duì)采油方式進(jìn)行篩選、綜合分析，初次確定三次采油方法；1984年我國開始與日本、美國、英法等國開展積極三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的研究，為我國在短時(shí)間之內(nèi)掌控三次采油技術(shù)創(chuàng)造良好的條件。

后期不斷發(fā)展的過程中，為勘探資源，找到更多資源參與工藝發(fā)展，我國快速發(fā)展起成熟的三次采油配套技術(shù)體系，組織國內(nèi)外專家進(jìn)行研究，取得了良好的成果。當(dāng)前該技術(shù)已經(jīng)取得理想成效，實(shí)際發(fā)展已經(jīng)非常成熟，比如大慶油田，在大慶油田的發(fā)展歷史上三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)發(fā)揮了重要的價(jià)值，當(dāng)前該技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化階段。

3 重烷基苯磺酸鹽驅(qū)油過程

3.1 體系

三元復(fù)合驅(qū)能夠達(dá)到103mN/m 數(shù)量級(jí)，證明該技術(shù)能夠在原本基礎(chǔ)上提高采油率。倘若要求較低濃度需求，主要是考慮到三元復(fù)合驅(qū)的經(jīng)濟(jì)性，從實(shí)際使用來看，該技術(shù)沒有任何問題，實(shí)際使用中大部分油水間的界面張力能夠達(dá)到要求。

從產(chǎn)品本身的性質(zhì)各方面來看，是表面活性劑分子量與原油的結(jié)合，但是原料復(fù)雜導(dǎo)致最終的反應(yīng)結(jié)果不可控，人們當(dāng)前還難以對(duì)反應(yīng)等采取控制方式，這也增加該技術(shù)的復(fù)雜性，影響產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性。重烷基苯磺酸鹽和石油磺酸鹽相比，重烷基苯的組成整體上更清晰，由二烷基苯、二苯基烷等組成，為穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。重烷基苯磺酸鹽在三元復(fù)合驅(qū)體系中，與原油的配伍性更好，降低了油和水之間的界面張力。

3.2 重烷基苯磺酸鹽復(fù)配

重烷基苯磺酸鹽不是單一的族組成的，實(shí)際組成比較復(fù)雜。另外油的表面活性劑使用有一定的要求，重烷基苯磺酸鹽的生產(chǎn)區(qū)別常用的磺酸鹽。

重烷基苯磺酸鹽在石油開采中，利用其作為驅(qū)油劑，復(fù)配體系的實(shí)現(xiàn)，選擇合理的材料很關(guān)鍵。因此為提升自身性能，可以通過復(fù)配提高實(shí)際效率，但是要想實(shí)現(xiàn)需要考慮諸多因素：首先復(fù)配需要考慮油田水中的pH，地下水的含量有一定的影響，必須要保證復(fù)配合理；其次復(fù)配過程要充分考慮堿含量，需要將堿含量控制在0.6%左右，保證復(fù)配合理。為提高開采質(zhì)量，可以引入地層水鈣鎂的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)石油開采，此種手段也可以提高界面張力。

重烷基苯磺酸鹽使用過程中，與石油羧酸鹽進(jìn)行復(fù)配，石油開采中單獨(dú)使用羧酸鹽也可以提高石油效率，具體使用過程中使用石油羧酸鹽與重烷基苯磺酸鹽復(fù)配，能很好解決界面張力的問題，最大程度提高開采效率。使用重烷基苯磺酸鹽的過程中選擇聚合物進(jìn)行復(fù)配，能夠提高驅(qū)油技術(shù)的實(shí)際效果，降低油水界面效果。

重烷基苯磺酸鹽主要的作用是降低油水間的界面張力，這對(duì)組成的分子量分布有一定的要求，主要是為了讓產(chǎn)品與原油之間的配伍性。當(dāng)分子量分布波動(dòng)比較明顯，將會(huì)在一定程度上影響界面張力能力，有時(shí)候甚至不能運(yùn)用在驅(qū)油劑中。從磺化工藝來看，重烷基苯的磺化有一定的難度，十二烷基苯是單一族，重烷基苯是多族混合物。重烷基苯的組分不同，最終的磺化程度也不一樣。具體過程中，有可能出現(xiàn)過度磺化和磺化不夠的情況，對(duì)產(chǎn)品的性能有直接的影響，也就影響最終的石油開采量。

從各方面來看，磺化是決定三次開采質(zhì)量的決定性因素。當(dāng)前雖然基本上解決生產(chǎn)、配套裝置等方面的問題，但是實(shí)際運(yùn)用中反映的問題并沒有被全面掌握。復(fù)配過程也是產(chǎn)品生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，需要針對(duì)油水的實(shí)際情況，合理復(fù)配其他助劑來改善產(chǎn)品的使用，滿足油田的生產(chǎn)需要。

3.3 產(chǎn)品指向性

產(chǎn)品特性是指復(fù)配體系，這是為滿足石油的生產(chǎn)，對(duì)特定環(huán)境研究進(jìn)行研究，針對(duì)特定的油水體系，滿足特定場(chǎng)合。因此在同一個(gè)油田的不同區(qū)域，都要使用不同的復(fù)配體系才可以滿足要求。在實(shí)際使用中，產(chǎn)品推廣問題值得深思，由于產(chǎn)品存在問題，實(shí)際推廣后的使用也受到限制，受到各種因素的制約，因此限制產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用。

3.4 合成生產(chǎn)

重烷基苯磺酸鹽可以通過合成生產(chǎn)。合成生產(chǎn)需要幾種原料混合得以實(shí)現(xiàn)，分別是重烷基苯、三氧化硫和氫氧化鈉。在具體的生產(chǎn)中只需要對(duì)這三種原料混合，簡(jiǎn)單處理，即可合成。實(shí)際生產(chǎn)原材料的成本比較低，運(yùn)用在石油的三次開采中，具體效益十分可觀。

合成開采技術(shù)運(yùn)用也可以使用精餾切割技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，提高合成精度來保證重烷基苯磺酸鹽的生產(chǎn)精度，能夠在最大程度上提升使用價(jià)值。石油開采效率的提升，尤其是三次開采需要原料的加持，油田三次開采需要重烷基苯磺酸鹽來作為驅(qū)油劑，通過合理運(yùn)用驅(qū)油劑，最大程度提高石油開采效果，保證采油更高效，控制采油界面的張力。

4 重烷基苯磺酸鹽在油田三采中的使用性能評(píng)價(jià)

4.1 界面張力性能

傳統(tǒng)工業(yè)中使用的油田三采表活劑重烷基苯磺酸鹽原料都是利用十二烷基苯精餾產(chǎn)生的副產(chǎn)物，因此實(shí)際使用過程中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，內(nèi)部組成成分多，對(duì)表面活性劑、產(chǎn)品性能等都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。但是使用重烷基苯磺酸鹽能夠解決傳統(tǒng)采油中存在的問題。油田三采中表面活性劑重烷基苯磺酸鹽使用十分普遍，這種物質(zhì)可以提升石油采收率，保證石油采出率。因此需要針對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)用，要從多個(gè)方面進(jìn)行有效地分析，如此才可以增加重烷基苯磺酸鹽使用。在石油開采過程中，一定程度上會(huì)受到酸堿環(huán)境的影響。石油開采中，堿含量很重要，如果投入堿性物質(zhì)比例失調(diào)，就會(huì)導(dǎo)致界面張力性能受到影響。

根據(jù)實(shí)際調(diào)查情況來看，重烷基苯磺酸鹽使用中的堿含量應(yīng)為0.6%，此時(shí)的堿環(huán)境下，油水界面張力能夠達(dá)到較低范疇，能夠在很大程度上保證石油的開采效率。具體工作中大部分重烷基苯磺酸鹽的開采都可以保證堿的含量為0.4%。

4.2 復(fù)配性能

在使用重烷基苯磺酸鹽時(shí)，要想發(fā)揮良好的效果，將其與其他成分進(jìn)行組合，進(jìn)行有效的復(fù)配，如此才可以保證石油三采效果。比如烷醇酰胺復(fù)配的過程中，堿含量必須要大于0.6%，能夠適應(yīng)不同地層水，由于地層水的酸堿程度不一致，要保證活性劑在使用時(shí)不會(huì)失效。復(fù)配組分使用的過程中，如果堿的含量從0.4%上升到1.0%，界面張力會(huì)下降，在這個(gè)范圍之內(nèi)，溶液的堿含量會(huì)不斷增加。在堿含量較高的環(huán)境下，中性皂不能有效地在界面修復(fù)，因此導(dǎo)致合成液體平衡界面張力增加；在與石油羧酸鹽復(fù)配的過程中，表面張力會(huì)發(fā)生變化，因此重烷基苯磺酸鹽、石油羧酸鹽總含量達(dá)到0.2%、1.0%的情況下，表面張力比較低，整體的協(xié)同效比較好。

4.3 吸附滯留性能

重烷基苯磺酸鹽運(yùn)用在石油開采的過程中，要了解重烷基苯磺酸鹽的吸附性能，針對(duì)活性劑的配方進(jìn)行優(yōu)化，保證技術(shù)的合理性。倘若在操作中，地層吸附滯留產(chǎn)生色譜分離，在這種情況下，有效利用重烷基苯磺酸鹽C12、C18、C20等進(jìn)行研究，另外結(jié)合不同的環(huán)境進(jìn)行研究，保證在不同的環(huán)境中運(yùn)用可以取得理想的效果。

針對(duì)它們的吸附效果等各種條件進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)用來了解不同情況下的使用。使用重烷基苯磺酸鹽的三元體系，當(dāng)達(dá)到地層之后，兩者就會(huì)相互產(chǎn)生反應(yīng)，并且產(chǎn)生色譜分析情況，為保證有良好的驅(qū)油性能，就需要對(duì)復(fù)合體系的配方進(jìn)行完善。

4.4 乳化性能

表面活性劑的乳化性能與實(shí)際使用質(zhì)量之間有良好的關(guān)系。表面活性劑二元體系乳化性能可以利用一定的方式來進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，主要是判斷乳化性，保證整體效果得以提升。為確保測(cè)試的全面性、合理性，應(yīng)該選擇不同濃度的溶液來進(jìn)行操作。

通過實(shí)驗(yàn)了解，表面活性劑的濃度、水包油型乳化兩者之間有密切的關(guān)系，實(shí)際濃度非常高，包油型乳化的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。乳化性能和實(shí)際開采之間有直接的聯(lián)系。這說明需要充分考慮乳化性能變量。

石油資源開采是當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的重點(diǎn)，石油三次開采作業(yè)是石油資源發(fā)展的重要方面，當(dāng)前石油需求量比較大，加上工業(yè)建設(shè)速度加快，石油開采存在難度。由于重烷基苯磺酸鹽有助于石油開采，在市場(chǎng)上備受歡迎，當(dāng)前人們重視該原料的研究，也促進(jìn)該技術(shù)朝著更好的方向發(fā)展。

5 結(jié)束語

根據(jù)當(dāng)前的研究，可以發(fā)現(xiàn)重烷基苯磺酸鹽在三次采油中的運(yùn)用十分廣泛，可以起到良好的效果，提升石油的整體開采效率。新時(shí)期科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，表面活性劑的成本、質(zhì)量不斷提升，整體研究朝著更專業(yè)、更復(fù)雜的方向前進(jìn)。當(dāng)前人們對(duì)采油技術(shù)不斷升入，是促進(jìn)石油產(chǎn)品良好、可持續(xù)發(fā)展的重要手段。